高中化学电解池习题新人教版选修新.doc

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4.3电解池

一、选择题（本题包括12小题，每小题5分，共60分）

1．电解池中，阳极的电极材料一定（　　）

A．发生氧化反应B．与电源正极相连

C．是铂电极D．得电子

【答案】　B

2．在某电解质溶液里，用M和N作电极，通电一段时间后，发现M极的质量减小，N极的质量增大，符合这一情况的是（　　）

A．电解质溶液是稀硫酸

B．金属M是阳极，N是阴极

C．M和N是石墨电极

D．M是阴极，N是阳极

【答案】　B

【解析】　通电后M极质量减小，说明M极为活性金属电极且为阳极；则N极为阴极。

3．欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。

下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是（　　）

A．Ag和AgCl溶液B．Ag和AgNO3溶液

C．Fe和AgNO3溶液D．Pt和Ag2SO4溶液

【答案】　B

【解析】　电镀槽中，要求镀件作阴极，可用镀层金属作阳极，电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液，A、D项中，AgCl和Ag2SO4均为沉淀，只有B项符合要求。

4．现将AlCl3溶液蒸干灼烧并熔融后用铂电极进行电解，下列有关电极产物的判断正确的是（　　）

A．阴极产物是氢气

B．阳极产物是氧气

C．阴极产物是铝和氧气

D．阳极产物只有氯气

【答案】　B

【解析】　将AlCl3溶液蒸干灼烧得到Al2O3，电解熔融的Al2O3，阳极为O2－放电，产物为O2；阴极为Al3＋放电，产物为Al。

5．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是（　　）

A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液的pH不变

B．电解稀NaOH溶液，要消耗OH－，故溶液的pH减小

C．电解Na2SO4溶液，在阴极和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2

D．电解CuCl2溶液，在阴极和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1

【答案】　D

【解析】　电解稀硫酸，实质上是电解水，H2SO4的物质的量不变，但溶液的体积减小，故H2SO4的浓度增大，溶液pH减小，A项不正确。

电解稀NaOH溶液，阳极消耗OH－，阴极消耗H＋，实质上是电解水，故NaOH的浓度增大，溶液的pH增大，B项不正确。

电解Na2SO4溶液时，在阳极发生反应：

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，在阴极发生反应：

2H＋＋2e－===H2↑，由于两极通过电量相等，故析出H2与O2的物质的量之比为2∶1，C项不正确。

电解CuCl2溶液时，阴极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，两极通过的电量相等，故析出Cu和Cl2的物质的量之比为1∶1，D项正确。

【点拨】　掌握常见电解质的电解规律是解答本题的关键。

6．直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置，通电后在石墨电极a和b附近分别滴加石蕊试液，下列实验现象正确的是（　　）

A．逸出气体的体积：

a电极的小于b电极的

B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体

C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色

D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色

【答案】　D

【解析】　电解Na2SO4溶液，b电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，a电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，所以逸出气体体积为a电极的大于b电极的，故A项错误；两种气体均为无色无味的气体，故B项错误；由于a电极上H＋放电，所以a电极附近的c（OH－）>c（H＋），滴加石蕊试液，a电极附近变蓝色，同理，b电极附近变红色，故C项错误，D项正确。

【点拨】　首先根据阴、阳离子放电规律和电解类型规律，正确书写电解的电极反应式，即可判断出电极产物，以及电极附近溶液酸碱性的变化。

7．一种充电电池放电时的电极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O；NiO（OH）＋H2O＋e－===Ni（OH）2＋OH－。

当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是（　　）

A．H2O的还原B．NiO（OH）的还原

C．H2的氧化D．Ni（OH）2的氧化

【答案】　D

【解析】　当为电池充电时，为电解池。

与外电源正极连接的电极为电解池的阳极，发生反应为氧化反应，排除A、B选项；电极反应式应是放电时的正极电极反应式的逆向反应：

Ni（OH）2＋OH－－e－===NiO（OH）＋H2O（氧化反应，阳极），2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－（还原反应，阴极），故答案为D。

8．某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。

滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。

据此，下列叙述中正确的是（　　）

A．铅笔端作阳极，发生还原反应

B．铂片端作阴极，发生氧化反应

C．铅笔端有少量的氯气产生

D．a点是负极b点是正极

【答案】　D

【解析】　铅笔在滤纸上写字，出现红色字迹，说明铅笔端产生OH－，则铅笔端为阴极，H＋放电发生还原反应生成H2，故A项错；铂片作阳极，发生氧化反应，故B项错；铅笔端产生H2而不是Cl2，故C项错。

9．关于下图所示①、②两个装置的叙述中，正确的是（　　）

A．装置名称：

①是原电池，②是电解池

B．硫酸浓度变化：

①增大，②减小

C．电极反应式：

①中阳极：

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　②中正极：

Zn－2e－===Zn2＋

D．离子移动方向：

①中H＋向阴极方向移动，②中H＋向负极方向移动

【答案】　B

【解析】　①中有外加电源，为电解池，②为原电池，A错误；①中电解水，硫酸浓度增大，②中负极材料消耗硫酸，硫酸浓度减小，B正确；②中正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，C错误；②中H＋向正极移动，D错误。

10．某种聚合物锂离子电池放电时的反应为Li1－xCoO2＋LixC6===6C＋LiCoO2，其电池如图所示。

下列说法不正确的是（　　）

A．放电时，LixC6发生氧化反应

B．充电时，Li＋通过阳离子交换膜从左向右移动

C．充电时，将电池的负极与外接电源的负极相连

D．放电时，电池的正极反应为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2

【答案】　B

【解析】　由电子流向可知LixC6作负极，发生氧化反应，Li1－xCoO2作正极发生还原反应，Co的化合价降低x，A、D选项正确；充电时，原电池的负极接电源的负极，作电解池的阴极。

阳离子向阴极移动。

B选项错误，C选项正确。

11．下列电化学实验装置正确的是（　　）

A．电解精炼铜

B．验证电解饱和氯化钠溶液（含酚酞）的产物

C．在铁制品上镀铜

D．构成原电池

【答案】　B

【解析】　粗铜精炼时，应让粗铜作阳极，故A错误；电解饱和氯化钠溶液时，碳棒作阳极产生氯气，可用KI淀粉溶液检验，铁棒作阴极，产生氢气，收集后可利用爆鸣实验检验，B正确；在铁制品上镀铜时，应使铁制品作阴极，故C错误；若Fe与FeCl3的反应构成原电池反应，则两者不能直接接触，将装置中的FeCl3溶液与FeCl2溶液互换即可达到目的，故D错误。

12．把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞混合液的表面皿中。

如下图所示，最先观察到酚酞变红现象的区域是（　　）

A．Ⅰ和ⅢB．Ⅱ和Ⅳ

C．Ⅱ和ⅢD．Ⅰ和Ⅳ

【答案】　B

【解析】　左边装置是原电池，Fe作正极，因此正极区呈碱性，使酚酞溶液显红色。

右边装置是电解池，Zn作阴极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，因此阴极区呈碱性，使酚酞溶液显红色，所以Ⅱ、Ⅳ两个区域最先变红色，故B项正确。

【警示】　本题考查了原电池和电解池原理，明确离子放电顺序是解答本题的关键，注意活泼金属作阳极时，阳极上是金属失电子而不是电解质溶液中的阴离子失电子。

二、非选择题（本题包括4小题，共40分）

13．（8分）如图所示，若电解5min时，测得铜电极的质量增加2.16g。

试回答：

（1）电源中X极是________（填“正”或“负”）极。

（2）通电5min时，B中共收集到224mL（标准状况）气体，溶液体积为200mL（电解前后溶液的体积变化忽略不计），则通电前c（CuSO4）＝________。

（3）若A中KCl溶液的体积也是200mL，电解后溶液中仍有Cl－，则电解后溶液的pH＝________。

【答案】　

（1）负　

（2）0.025mol·L－1　（3）13

【解析】　

（1）铜极增重，说明银在铜极析出，则铜极为阴极，X为负极。

（2）C中铜极增重2.16g，即析出0.02molAg，线路中通过0.02mol电子。

由4e－～O2，可知B中产生的O2只有0.005mol，即112mL。

但B中共收集到224mL气体，说明还有112mL是H2，即Cu2＋全部在阴极放电后，H＋接着放电产生了112mLH2，则通过0.01mol电子时，Cu2＋已被电解完。

由2e－～Cu，可知n（Cu2＋）＝0.005mol，则c（CuSO4）＝＝0.025mol·L－1。

（3）由4e－～4OH－知，A中生成0.02molOH－，则c（OH－）＝0.1mol·L－1，pH＝13。

14.

（12分）如图为持续电解含有一定量CaCl2水溶液（含酚酞）的装置（以铂为电极），A为电流表。

电解一段时间后，将CO2连续通入电解液中。

（1）电解时，F极发生________反应，电极反应为

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________，

E极发生________反应，电极反应为

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________，

电解总反应为

________________________________________________________________________。

（2）电解池中产生的现象：

①________________________________________________________________________。

②________________________________________________________________________。

③________________________________________________________________________。

【答案】　

（1）氧化　2Cl－－2e－===Cl2↑　

还原　2H＋＋2e－===H2↑　2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑　

（2）①通电后E极处溶液呈红色　②通电时，E极、F极均有气泡生成　③通入CO2时，溶液中先出现白色沉淀，继续通入CO2，沉淀又消失

【解析】　溶液中含有Ca2＋、H＋、Cl－、OH－，通电时，Ca2＋、H＋移向阴极，H＋放电能力比Ca2＋强，在E极上发生反应：

2H＋＋2e－===H2↑，H2O电离出的H＋放电，OH－富集在阴极（E极），则使阴极区域溶液变红；Cl－、OH－移向阳极，Cl－在阳极放电，2Cl－－2e－===Cl2↑，总反应方程式为2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－；电解一段时间后，溶液中OH－浓度增大，相当于Ca（OH）2、CaCl2的混合溶液，通入CO2：

Ca2＋＋2OH－＋CO2===CaCO3↓＋H2O，继续通入CO2：

CaC